高純青島（dǎo）鎂砂是指含量在99%以（yǐ）上(國內往往把氧化鎂含量大於98%的鎂砂稱為高純鎂砂)，體積密度大（dà）於3.4g/cm3的燒結氧化鎂。高純鎂砂（shā）的生產方法均以含鎂化合物為原料，有（yǒu）的先製（zhì）成輕質氧化鎂（měi），經過電熔凝（níng）或重燒(死燒)製得高純鎂砂，也有的采用氯化鎂噴霧（wù）熱分解煆燒法生產高純鎂砂。以下（xià）是常用（yòng）的4種方法的工藝及原理：

1、菱鎂礦生（shēng）產高純鎂砂

首先選取優質（zhì）菱鎂礦，把菱鎂礦放入煆燒爐中進行煆燒，溫度控製在1000℃左右(煆燒爐可采用反射（shè）爐、沸騰爐（lú）或豎窯爐)，生成輕燒氧化鎂粉(也（yě）稱為輕燒（shāo）鎂砂)，反應式如下：

將輕燒氧化鎂粉進行細磨，細磨可釆用雷蒙機，球磨機或高速粉碎機等。細磨到一定粒度，進行壓球。控製輕燒粉細度是為了增加壓球的體密度;壓球采取高壓壓球機或對輥壓球機。

將壓製成的輕燒鎂砂球（qiú）放入高溫爐中進行高溫燒結，高溫鍛燒爐的爐溫控（kòng）製在16002000℃左右。在高溫煆燒過程中，隨著溫度升高，氧化鎂體積（jī）逐漸收縮，密度增加，氧化鎂晶體發育長大，其組織結構越來越致密，鍛燒完成後氧化（huà）鎂的體積密度可達3.4g/cm3以上（shàng）。

目前國內（nèi）采用此法生（shēng）產高純鎂砂的（de）質量（liàng）還不夠理想，氧化鎂含量更高隻能達（dá）到98%左（zuǒ）右，要使氧化鎂含量（liàng）達到99%以（yǐ）上比較困（kùn）難。因天（tiān）然菱鎂礦煆燒成的高（gāo）純鎂砂中含有CaO，SiO2，Fe，B等雜質，很難把這些（xiē）雜質（zhì）從固相（xiàng）混合物中分離，因而要使高純（chún）鎂砂的純度進一步提高，存在著很多技術性問題，解（jiě）決這些技術性因素將在生產中提高（gāo）生產（chǎn）成（chéng）本。

2、鹵水生產高純鎂砂的生產方法（fǎ）

用鹵水生產高純鎂砂，首先需要生產輕質氧化鎂。生產輕（qīng）質氧化鎂（měi）的方法有鹵水碳（tàn）銨法，鹵水純堿法，鹵水石灰法和鹵水氨法等。

(1)鹵水碳銨法主要反應式（shì）：

鹵水碳銨法是先將商水淨化，再以碳酸氫銨作沉澱劑(碳酸氫銨價（jià）廉易得，沉澱效率高)進行反應，反應溫度控製在3550℃之間，生（shēng）成堿式碳酸鎂（měi）沉澱（diàn），沉澱經洗滌、脫水、鍛燒(溫度控製在（zài）800900℃左右)等步（bù）驟，製得輕質氧化鎂。將製得輕（qīng）質氧化鎂進行粉碎，並把輕質氧化鎂壓製成球形入高溫煆燒爐重燒，爐內溫度（dù）控製在16002000℃，氧化鎂物料在爐內停留46h，得高純鎂砂。

(2)鹵水-純堿法主要反應式：

鹵水-純堿法是將淨化的鹵水與沉澱劑碳酸鈉進行反（fǎn）應，反應溫度控製在3550℃，生成堿式碳（tàn）酸鎂沉澱，然後對堿（jiǎn）式（shì）碳酸鎂沉澱（diàn）進行洗滌、脫水，將脫盡水（shuǐ）的堿式碳酸鎂放入（rù）煆燒爐中進行鍛燒，煆燒溫度控（kòng）製（zhì）在900℃左右，得輕質氧（yǎng）化鎂。將輕質氧化鎂（měi）粉碎，並用壓球機壓製成球形，然後（hòu）入（rù）高溫鍛燒（shāo）爐進行重燒（shāo），重燒溫度控製在16002000℃之（zhī）間，氧（yǎng）化鎂物料在爐內停留（liú）46h，得高純鎂砂。

(3)鹵水（shuǐ）-氨法主要反應式：

鹵水-氨法（fǎ）是采用淨化的鹵水加入堿性較弱的氨水作為沉澱劑，生（shēng）成氫氧化鎂沉澱。此法（fǎ）生成的氫氧化鎂結晶度高，沉降速度快，容易對氫氧化鎂沉澱結晶過濾和洗（xǐ）滌，易除去雜質離子，並且容易控製產品質量。把洗滌幹淨的氫氧化（huà）鎂脫去水分，放入（rù）煆燒爐中進行鍛燒，生成（chéng）輕（qīng）質氧化鎂。將輕質氧（yǎng）化鎂粉碎並（bìng）用壓球機製成球形，為了增加球形的壓實密度，采取在（zài）200℃左右壓製，然後將（jiāng）壓製球送入高溫（wēn）煆燒爐中，溫（wēn）度控製在16002000℃之間重燒(死（sǐ）燒)，製成高純鎂砂。

(4)鹵水-石灰石法主要反應式為：

鹵水石灰石法是先將石灰石或白雲石煆燒成熟石灰(CaO)或白雲石熟料(MgO+CaO)，然後將熟石灰或白雲石熟料水化生成氫氧化鈣或氫氧化鈣與氫氧化鎂混（hún）合料（liào）作為沉（chén）澱劑，並與鹵水進行沉（chén）澱反應，生成（chéng）氫氧化鎂沉澱，將氫氧化鎂沉澱過濾，洗滌（dí），然後（hòu）將脫水氫（qīng）氧化鎂（měi）進行煆燒得氧化鎂，再將氧化（huà）鎂壓球，放入高（gāo）溫煆燒（shāo）爐進行重燒，溫度控製在16002000℃，最終得高純鎂砂。

在高純鎂砂的生產過（guò）程中，提高產品的純度，有效降低有害雜質的含量是主要的，以先（xiān）製取高純度氧化鎂作（zuò）為保證，最終高純鎂（měi）砂產品更容易達到高純的要求。

在上述用（yòng）鹵水（shuǐ）為原料生產輕質氧化（huà）鎂的幾種方法，因都在液相條件下進行反應，可通過加入沉澱劑，洗滌和（hé）化學精致等方法除去雜質離子，以（yǐ）保證堿式碳酸鎂或（huò）氫（qīng）氧（yǎng）化鎂（měi）的純度，一旦工藝確定，最終高純鎂砂純度可達到99.9%以上。另外用鹵水生產高純鎂砂（shā）也有許多缺點與難點，主（zhǔ）要有生（shēng）產成本過高，能源消耗大，生產（chǎn）工藝複雜，有（yǒu）許多技術難點與設備難點（diǎn）。

3、噴霧熱分解法生產高純鎂砂

噴（pēn）霧熱分解法生產高純鎂砂生產原理如下。

噴霧熱分（fèn）解（jiě）煆燒法生產高純鎂砂的生產原理是先將鹵（lǔ）水進一步濃縮至一（yī）定（dìng）濃度，將濃縮鹵水直接噴入到熱分解反應爐中進行熱分解，煆燒後產出（chū）粗氧化鎂。因粗氧化鎂中含有未完全分解的氯化物，可采用水多次洗滌的方法除去可溶性氯化物，使得粗氧化鎂完全水（shuǐ）化生成為氫氧（yǎng）化鎂。將過濾（lǜ）後的氫氧化鎂濾餅鍛燒成輕質氧化鎂，然後壓製成球形送入高溫鍛燒爐中（zhōng）重燒，最終（zhōng）得（dé）高純鎂砂，其（qí）純度可達99%以上。此法基本反應式如下：

生產方法如下（xià）所述。

(1)鹵水的淨化與濃縮鹵水的淨化主要采（cǎi）用相應的措施除去在鹵水中的（de）Fe2+、Na+、Ca2+、SO42-等雜質離子（zǐ），除雜方法可參照第3章工業氧（yǎng）化鎂。

將淨化的鹵水再進行濃縮至一定（dìng）濃度，使鹵水（shuǐ）中氯化鎂的濃度在550g/L。

(2)鹵水的熱分（fèn）解將濃（nóng）縮（suō）的氯化鎂溶液直接噴入熱反應爐中進行熱分解（jiě），熱分解後得粗製氧化鎂。

(3)粗製氧化鎂的水解和煆燒熱分解後所得的粗製氧化鎂含有未分解的氯（lǜ）化鎂、氯化（huà）鈣和（hé）氯化鉀等一些氯（lǜ）化物。對粗製氧化鎂中含有的氯化物可通過用水（shuǐ）洗滌的方法除去。因（yīn）這些氯（lǜ）化物都溶（róng）於水，並使得粗製（zhì）氧化鎂全部水解（jiě），生成氫氧化鎂。氫氧化鎂經過濾、脫水（shuǐ），得氫氧化鎂濾餅，再（zài）將其在煆燒爐(或轉爐)中加熱至8001000℃，氫氧化鎂生成輕質氧化鎂。

(4)重燒得高純鎂砂將上述氧化鎂經過（guò）壓製成球形，然後放入到高溫煆燒爐(或豎窯爐)中（zhōng）進行重（chóng）燒，得到（dào）氧化（huà）鎂純度為99%以上，密度在3.4g/cm3以上的高純鎂砂。

噴霧熱分（fèn）解法生產高純鎂砂有一定的優點。如熱分（fèn）解時間（jiān）短，粉體燒結性（xìng）能好，操作過程簡（jiǎn）單，反應一次完成，並且可連續進行，有利於生產，生產成本較低。但此法（fǎ）也有缺點：因在噴霧熱分解中生成氯（lǜ）化氫氣體，對設備腐蝕性大（dà），所以對設備的要求很高。另外，對氯化氫的吸收和濃縮有很大難度;粉塵捕集等（děng）對環境造成較大的汙染（rǎn）。

另外也簡單介紹一下水氯鎂石直接鍛燒生產高純鎂（měi）砂，其主要反應為：

此生產法采（cǎi）用水氯（lǜ）鎂石直接煆燒生成高（gāo）純鎂砂，要達到高純度，一定要對水氯鎂石原料進行淨化處（chù）理，使雜質降低到最少。因原料（liào）含有雜質量較多，在煆燒過（guò）程中易進入產品中。

此外（wài），副產品氯化（huà）氫氣體對生產設（shè）備有嚴重的腐（fǔ）蝕性。這同噴霧熱分解法是相似的。

4、電熔法生產高純鎂砂的生產原理及生產方法（fǎ）

(1)生產原理把（bǎ）采（cǎi）用鹵水純堿法、鹵水碳銨法、鹵水氨水法和（hé）鹵水石灰法生產出的（de）輕質氧（yǎng）化鎂，放入電熔爐中進行電（diàn）熔冶煉，得高純鎂砂。也可采用菱鎂礦經輕（qīng）燒製成輕燒鎂，然後把輕燒鎂放入電熔爐中進行電熔冶煉，最終得高（gāo）純鎂砂。

(2)生產方法將輕質氧化鎂或輕燒（shāo）鎂（měi）粉，放（fàng）入電熔爐中，插入電（diàn）極，在控製一定的大電流（liú）、低電壓的條件下（xià）進行電熔，電熔所得高純（chún）鎂砂的含量可達99.9%，密度可達3.5g/cm3以上。產品的質量主要決定於電流電壓的（de）大小，以及電熔（róng）的時間長短（duǎn）等。